隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)， 產(chǎn)生的尾礦不僅占 用了大量土地且污染環(huán)境。近年來國內(nèi)許多高等院 校及科研院所對尾礦綜合利用開展了大量研究工作 并取得一定成果。專家預(yù)測， 尾礦利用將是 2 1 世紀 礦產(chǎn)綜合利用范圍最廣、 潛力最大的領(lǐng)域， 將是人們 爭先利用的新資源， 礦山企業(yè)振興的堅實物質(zhì)基礎(chǔ)，  是礦產(chǎn)開發(fā)高科技、 深層的系統(tǒng)工程。尾礦綜合利 用定陛為一個綜合性項目， 其整體綜合利用的總體 思路是： ①在鐵尾礦全面物化分析的基礎(chǔ)上， 對有再 選利用價值的鐵尾礦進行再選； ②利用經(jīng)過再選后 的鐵尾礦進行簡單的加工作為建筑材料( 鐵尾礦制 磚) 或利用尾礦充填采空區(qū)； ③對尾礦進行精加工，  生產(chǎn)具有高附加值的建筑裝飾材料 ； ④對暫時不能 利用的鐵尾礦作為生態(tài)恢復(fù)材料進行生態(tài)恢復(fù)重 建。 

1 鐵尾礦再選或有價元素回收

尾礦再選或有價元素的回收是尾礦整體綜合利 用的主要且首選的措施之一， 包括老尾礦再選利用，  新產(chǎn)生尾礦的再選。尾礦再選既可減少尾礦壩建壩 及維護費， 節(jié)省破磨、 開采、 運輸?shù)荣M用， 還可節(jié)省設(shè) 備及新工藝研制的更大投資， 因此越來越受到重視。  自2 0世紀 8 0年代末， 特別是 9 0年代以來， 我 國一些礦山企業(yè)從提高經(jīng)濟效益考慮， 陸續(xù)建成了 一些鐵尾礦回收選廠， 取得了明顯的經(jīng)濟效益。例 如， 馬鋼南山鐵礦凹山鐵選廠年產(chǎn)尾礦量4萬 t ， 用 馬鞍山礦山研究院設(shè)計的直徑為 5 0 0 mm的圓盤磁 選機選別， 可獲得產(chǎn)率 5 ％～6 ％， 鐵品位 2 9 ％～ 3 1 ％的粗精礦， 經(jīng)再磨再選后可獲得產(chǎn)率 2 ％， 鐵品 位 6 0 ％- -6 3 ％的合格精礦。該項 目現(xiàn)已運轉(zhuǎn)多年，  年回收鐵精礦近4萬 t ； 采用搖床回收硫精礦， 其品 位可達3 0 ％以上， 年回收硫精礦5萬 t 。   2 鐵尾礦生產(chǎn)建筑材料

我國鐵礦資源嵌布粒度細， 一般需經(jīng)二段磨礦，  少數(shù)三段磨礦、 選別， 因此除預(yù)選拋出部分粗粒尾礦外， 大部分選礦排出和堆存的尾礦粒度較細。同時，  鐵尾礦化學(xué)成分接近建筑用陶瓷材料、 玻璃、 磚瓦等 所需要的成分， 為開展尾礦制作建筑材料創(chuàng)造了條 件。  我國利用尾礦作建筑材料的研究始于 8 0年代 “ 七五” 期間， 馬鞍山礦山研究院利用鞍山式細尾礦 作路基材料， 達到了二級公路的強度要求， 該院還利 用齊大山、 歪頭山細粒尾礦研制免燒磚， 其產(chǎn)品性能 達到了1 0 0 # 標準。同濟大學(xué)與馬鋼姑山鐵礦合作，  利用粒度為0 ． 1 5 mm以下的尾礦粉為主要原料， 并 摻入 1 0 ％～1 5 ％的生石灰粉， 壓制成各種規(guī)格和外 形的地面磚； 利用鐵尾礦可生產(chǎn)加氣混凝土， 所用的 主要原料為鐵尾礦、 水淬礦渣和水泥。   生產(chǎn)建筑用砂或骨料等的材料是最基本的建筑 材料， 對化學(xué)成分沒有嚴格要求， 只要求材料有一定 的硬度和粒度， 這種產(chǎn)品一般用量較大， 價格較低，  同時無需再加工， 可解決尾礦堆場緊張的困難。  首鋼礦業(yè)公司利用水廠鐵礦尾礦和磁滑輪廢石 生產(chǎn)建筑用砂和骨科。為使加工原料最大限度轉(zhuǎn)化 成產(chǎn)品， 減少選礦廠的廢渣排放量， 水廠鐵礦圍繞尾 礦的綜合利用開展技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造工作。通過 對尾礦進行全面分析試驗， 實施了尾礦再選回收措 施 ， 并利用泥砂狀尾礦生產(chǎn)建筑用砂， 利用磁滑輪尾 礦生產(chǎn)建筑骨料。尾礦主要成分是 S i o2 。平均粒 度達到0 ． 1 3 9 mm， 與建筑用砂性質(zhì)基本一致。經(jīng)過 分析檢驗， 經(jīng)篩分后5 ～l O mm粒級可以達到建筑骨 料的標準要求。該礦建成了建筑骨料生產(chǎn)線， 年可 生產(chǎn) 5×1 0 3 m0 建筑骨料。 

長期以來， 我國墻體材料一直以粘土燒結(jié)磚為 主， 而粘土燒結(jié)磚生產(chǎn)占用大量農(nóng)田， 隨著工業(yè)化程 度的提高， 各種工業(yè)廢渣 日益增多， 我國除了應(yīng)用粉 煤灰、 煤矸石等研制生產(chǎn)墻體材料外， 在利用鐵礦尾 礦研制生產(chǎn)墻體材料方面也做了大量工作， 積累了 一些經(jīng)驗， 各礦山都把研制生產(chǎn)墻體材料作為尾礦 利用的主要方面。 

按照尾礦建材的形成機理， 尾礦建筑材料一般 劃分為熔制型、 燒結(jié)型、 水合型、 膠結(jié)型尾礦建材 4  個基本類型， 而在利用尾礦制作墻體磚和地面磚方 面， 主要用到水合型和膠結(jié)兩種類型。  無水或貧水的尾礦礦物， 在含水( 包括蒸氣) 的 環(huán)境中發(fā)生水化反應(yīng)， 并生成在使用條件下化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定、 具有一定機械強度的含水礦物結(jié)合體。由  此所制得的建材產(chǎn)品稱為水化合成建材。  膠結(jié)型尾礦建材是指在常溫或不高于 1 0 0 ℃條 件下， 通過膠結(jié)材料將尾礦顆粒結(jié)合成整體， 而制成 的有規(guī)則外形， 滿足使用條件的建筑用材料或制品。  在這類材料中， 尾礦主要起骨料( 又稱集料) 作用， 一 般不參與材料形成的化學(xué)反應(yīng)， 但其本身的形態(tài)、 顆 粒分布、 表面狀態(tài)、 機械強度、 化學(xué)穩(wěn)定等性質(zhì)， 卻對 材料的技術(shù)性能具有重要影響。膠結(jié)型尾礦磚的生 產(chǎn)工藝流程一般包括： 配料、 攪拌、 成型、 養(yǎng)護四個基 本工序。與水合型尾礦不同之處主要是采用常溫養(yǎng) 護。這對減小設(shè)備投資、 降低成本更具現(xiàn)實意義。 

3 生產(chǎn)高附加值的建筑裝飾材料

鐵尾礦除了可以生產(chǎn)一般的建筑材料外， 還可 以作為主要原料生產(chǎn)高附加值的建筑裝飾材料， 如 微晶玻璃等。微晶玻璃是一種由基礎(chǔ)玻璃控制晶化 行為而制成的微晶體和玻璃相均勻分布的材料。微 晶玻璃同普通玻璃的區(qū)別在于其具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)， 而 同陶瓷材料的區(qū)別則在于其結(jié)晶結(jié)構(gòu)要細得多。利 用鐵尾礦制備微晶玻璃 ， 可以開發(fā)出高性能、 低成本 的高檔建筑裝飾或工業(yè)耐損耐腐蝕材料， 提高了尾 礦產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值。因此， 近年來國內(nèi)外 學(xué)者針對此問題開展了一系列的研究。如北京科技 大學(xué)以大廟鐵尾礦和廢石為主要原料制成了尾礦微 晶玻璃花崗巖； 沈陽建筑工程學(xué)院與東北大學(xué)聯(lián)合 研制利用歪頭山鐵尾礦及新城金礦尾礦加入調(diào)整氧 化物及適當(dāng)晶核劑， 形成以透輝石為主晶相的建筑 用微晶玻璃 ， 尾礦摻量可達 6 5 ％以上等。  利用尾礦制備微晶玻璃的工藝主要有兩種。   ( 1 ) 熔融法。將配合料在高溫下熔制為玻璃后 直接成型為所需形狀的產(chǎn)品， 經(jīng)退火后在一定溫度 下進行核化和晶化， 以獲得晶粒細小且結(jié)構(gòu)均勻致 密的微晶玻璃制品。熔融法的最大特點是可以沿用 任何一種玻璃的成型方法， 如壓延、 壓制、 吹制、 拉 制、 澆注等， 適合 自動化操作和制備形狀復(fù)雜的制 品。 

( 2 ) 燒結(jié)法。將配合料經(jīng)高溫熔制為玻璃后倒 入水中淬冷， 經(jīng)水淬后的玻璃易于粉碎為細小顆粒，  再裝入特殊模具中， 采用與陶瓷燒結(jié)類似的方法， 讓 玻璃粉在半熔融狀態(tài)下致密化并成核析晶。燒結(jié)法 適合于熔制溫度高的玻璃和難于形成玻璃的微晶玻 璃的制備。同時， 因顆粒細小， 表面積大， 比熔融法 制得的玻璃更易于晶化， 可不加或少加晶核劑。用 燒結(jié)法制備的尾礦廢渣微晶玻璃板材可獲得與天然 大理石與花崗巖十分相似的花紋， 裝飾效果好， 但存 在殘留氣孔的問題， 合格率有待提高。 

4 利用鐵尾礦充填采空區(qū)

目前， 我國在鐵礦山地下開采過程中多采用崩 落法或留礦法等采礦方法， 利用充填采礦法的還很 少， 這主要是由于過去我國鐵礦石價格一直偏低， 且 多開采地表出露或淺層礦體。隨著開采深度的加 大， 地下開采礦山所占的比例越來越大， 開采條件越 來越難， 需要更安全更高效的采礦方法。近年來我 國鐵礦石價值得到正確的估價， 價格回升， 特別是，  充填采礦技術(shù)得到了迅速的發(fā)展， 另外， 近年來我國 的環(huán)境保護政策也對礦山企業(yè)提出了更高的要求，  這些都為鐵礦山實現(xiàn)尾砂充填創(chuàng)造了條件， 充填新 技術(shù)有代表的是全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)和高水固結(jié)充 填采礦法兩種。   ( 1 ) 全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)。全尾砂膠結(jié)充填技 術(shù)是以物理化學(xué)和膠體化學(xué)的理論為基礎(chǔ)， 選用從 選礦廠排出的 1 5 ％- -2 0 ％濃度的全尾砂漿， 經(jīng)濃密 和真空過濾( 或壓濾) 兩段脫水后所得的全尾砂作充 填骨料， 用細磨冶煉爐渣代替部分水泥， 采用強力活 化攪拌裝置制備充填料漿， 用泵壓或自重將充填料 漿輸送至采空區(qū)， 形成穩(wěn)定均質(zhì)結(jié)構(gòu)的充填體。全 尾砂膠結(jié)充填以全尾砂作充填骨料， 料漿以流體形 式輸送至采場， 料漿濃度高， 沒有粗、 細顆粒之間的 分選沉降， 克服了傳統(tǒng)的分級尾砂膠結(jié)充填存在的 一系列問題和缺陷， 有著廣泛的市場。 

( 2 ) 高水固結(jié)充填采礦法。在金屬礦山尾砂膠 結(jié)充填工藝中， 不使用水泥而使用“ 高水速凝固化材 料” ( 簡稱高水材料) 作膠凝材料， 使用礦山選廠全尾 砂作充填骨料， 按一定配比加水混合后， 形成高水固 結(jié)充填料漿。根據(jù)工藝設(shè)備條件和現(xiàn)場技術(shù)要求，  充填料漿濃度可在 3 0 ％～7 0 ％之間變化。高水固 結(jié)充填料漿充入采場后不用脫水便可以凝結(jié)為固態(tài) 充填體。 

5 利用鐵尾礦進行生態(tài)恢復(fù)

利用尾礦進行生態(tài)恢復(fù)一般可以概括為以下三 大階段： ①尾礦復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計階段； ②尾礦復(fù)墾工程 實施階段， 即工程復(fù)墾階段； ③尾礦工程復(fù)墾后改善 與管理階段， 除復(fù)墾為房屋建筑、 娛樂場所、 工業(yè)設(shè) 施等建設(shè)用地外。 對用于農(nóng)、 林、 牧、 漁、 綠化等復(fù)墾 土地， 在工程復(fù)墾工作結(jié)束后， 還必須進行生物復(fù) 墾， 以建立生產(chǎn)力高、 穩(wěn)定性好、 具有較好經(jīng)濟和生 態(tài)效益的植被。復(fù)墾規(guī)劃是復(fù)墾工作的準備階段，  決定復(fù)墾工程的目的和技術(shù)經(jīng)濟是否可行， 是后兩 階段的依據(jù)。復(fù)墾工程實施是復(fù)墾規(guī)劃付諸實現(xiàn)的 工程階段， 各種土地整治工程， 保質(zhì)、 保量、 準確、 準 時是該階段的關(guān)鍵， 但該階段的完成僅僅只是完成 了復(fù)墾工作的6 0 ％。美國法律規(guī)定 ， 該階段的完成 僅退回6 0 ％的復(fù)墾保證金。余下 4 0 ％的復(fù)墾工作 是由復(fù)墾后改善與管理階段完成， 該階段主要任務(wù) 是達到復(fù)墾最終 目標和提高復(fù)墾效益， 建立良好的 植被和生態(tài)環(huán)境。 

尾礦工程復(fù)墾的任務(wù)是建立有利于植物生長的 表層和生根層， 或為今后有關(guān)部門利用尾礦復(fù)墾土 地( 包括水面) 作好前期準備工作。主要工藝措施有 堆置和處理表土和耕層、 充填低洼地、 建造人工水 體、 修建排水工程、 地基處理與建設(shè)用地的前期準備 工作等。 

生物復(fù)墾是采取生物等技術(shù)措施恢復(fù)土壤肥力 和生物生產(chǎn)能力， 建立穩(wěn)定植被層的活動， 是農(nóng)林用 地復(fù)墾的第三階段工作。狹義的生物復(fù)墾是利用生 物方法恢復(fù)用于農(nóng) 、 林、 牧、 綠化復(fù)墾土地的土壤肥 力并建立植被。廣義的生物復(fù)墾包括恢復(fù)復(fù)墾土地 生產(chǎn)力、 對復(fù)墾土地進行高效利用的一切生物和工 程措施。 

總之， 鐵尾礦是很好的二次資源， 如采取的手段 適宜， 完全能夠?qū)崿F(xiàn)整體綜合利用， 只有這樣， 才可 以充分利用有限的資源， 以提高礦業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟效 益并同時解決礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的整治創(chuàng)造條件， 最終 實現(xiàn)礦區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。 

參 考 文 獻： 

[ 1 ] 郭春麗． 利用鐵尾礦制造建筑用磚[ J ] ． 磚瓦， 2 o 0 6 ( 2 ) ． 

[ 2 ] 張錦瑞等 利用鐵尾礦制取微晶玻璃的研究[ J ] ． 金屬礦山，  2 0 0 5 ( 1 1 ) ． 

[ 3 ] 楊根祥． 全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展[ J ] ． 中國礦業(yè)，  1 9 9 5 ( 2 ) ． 

[ 4 ] 黃玉誠等． 高水固結(jié)充填下向進路開采假頂穩(wěn)定性研究[ J ] ． 礦 業(yè)研 究與開發(fā) ， 2 0 0 4增刊 ． 

[ 5 ]   李富平等 唐山地區(qū)鐵礦土地復(fù)墾模式探討[ J ] ． 有色金屬( 礦 山部分) ， 2 0 0 3 ( 3 ) ． 

[ 6 ]   袁世倫 ． 金屬礦山固體廢棄物綜合利用與處置的途徑和任務(wù) [ J ] ． 礦業(yè)快報， 2 0 0 4． 9 ． 

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